Simulation of Various Modulation Strategies for Induction Motor Drive

Abstract

Vývoj výkonové elektroniky a polovodičové technologie vedl k vylepšení výkonových elektronických systémů. Pohony pohonů poháněné střídačem PWM jsou více variabilní a nabízejí v širokém rozsahu lepší účinnost ve srovnání s pohony pevných frekvenčních motorů. Harmonické spoje nižšího řádu mohou být eliminovány a filtrování harmonických vyšších řádů se nemusí týkat. Tím sníží ztráty a zvýší výkon a přesnost systému. V této diplomové práci představuji simulinkové modely v simulaci Matlab a porovnávám výkon nasyceného indukčního pohonu motoru pro základní třífázový zdroj střídače napětí a pro různé PWM strategie jako Space Vector PWM a Sinusoidal PWM. Kompletní systém pro simulaci je třífázový systém s nasyceným indukčním motorem založeným na střídači, který využívá techniky PWM pro řízení střídače. Všechny komponenty systému jsou modelovány jako funkčně oddělené bloky Matlab-Simulink tak, aby mohly být snadno začleněny všechny změny pro novou konfiguraci systému. Hlavním důvodem, proč si toto téma zvolit jako diplomovou práci, je, kvůli mé oblasti zájmu, že se chci dozvědět více o simulaci Matlab a použití komponentů, jako jsou komparátory, goto-z atd. Také hluboce získávat znalosti o všech modulačních strategiích a jejich propojení s Indukčním motorem používaným v dnešní době je jednou z nejzajímavějších věcí - zanedbávat většinu nižších pořádkových harmonických z libovolného operačního systému. Na závěr práce porovnejte výsledky těchto modulačních strategií a rozhodněte se, která z nich je nejvhodnější metoda PWM.

Developments in power electronics and semiconductor technology have to lead to improvements in power electronic systems. PWM inverter-powered motor drives are more variable and offer in a wide range better efficiency compared to fixed frequency motor drives. The lower order harmonics can be eliminated and filter out higher order harmonics are not much to worry about. Thus, it reduces losses and increases performance and accuracy of the system. In this thesis work, I am presenting Simulink models in Matlab simulation and comparing the performance of a saturated induction motor drive for the basic three-phase voltage source inverter and for different PWM strategies such as Space Vector PWM and Sinusoidal PWM. The complete system taken for simulation is a three-phase system, inverter-based saturated induction motor drive employing PWM techniques for inverter control. All the components of the system are modeled as functionally decoupled Matlab-Simulink blocks so that any modifications for a new configuration of the system can be readily incorporated. The main reason to pick this topic as a thesis work is, because of my field of interest, want to learn more about Matlab simulation and use of the components such as comparators, goto-from etc. Also Deeply getting knowledge about all modulation strategies and their interfacing with an Induction motor used in today's era is one the most interesting thing, to neglect most of the lower order harmonics from any operating system. At the end of the thesis, compare the outcomes of these modulation strategies to decide which PWM technique is most preferable among them.